Frage von xy121, 147

Erzeugt eine Spule nur mit Wechselstrom ein Magnetfeld?

Hey! Frage steht oben. Theoretisch würde dies doch auch mit einem Gleichstrom passieren, da ja für ein Magnetfeld nur ein Strom durch einen Leiter fließen muss. Allerdings muss sich doch die magnetische Flussdichte ändern und dies geschieht nur mit einem Wechselstrom, oder? Oder verwechsel ich hier was?

Und noch eine 2. Frage. Wenn man Transformatoren verwendet, benutzt man auch hier Wechselspannung? Und was würde passieren, wenn man Gleichspannung verwendet? Danke!!!

Expertenantwort
von Peppie85, Community-Experte für Elektrik, Elektronik, Elektrotechnik, 80

die spule erzeugt auch mit gleichstrom ein magnetfeld. wenn es allerdings darum geht, dass du einen trafo betreiben willst, dann brauchst du nicht nur ein magnetfeld, sondern das muss sich auch ständig ändern. das ist ungefähr so wie wenn du fahhradfährst... vom auf der pedale stehen bleiben bewegt es sich nicht. jedenfalls nicht auf dauer...

das geht aber übrigens auch mit gleichstrom und zwar mit pulsierendem gleichstrom. durch das abschalten ändert sich das magnetfeld auch. nicht nur durch das umpolen...

bestes beispiel ist die zündspule im Auto. der strom der allerdings aus einem solchen trafo hinten raus kommt ist weit von dem entfernt, was man sinus nennen könnte... auch wenn es wechselstrom ist, da durch den zusammenbruch des magnetfeldes ein inverser impuls entsteht.

lg, Anna

Kommentar von xy121 ,

warum funktioniert ein trafo nur mit wechselspannung? und warum wird in der sekundärspule eine spannung induziert? mir ist nur bewusst, dass die primärspule ein magnetfeld hervorruft, welches auf die sekundärspule übertragen wird, aber wieso entsteht hierdurch eine spannung?

Kommentar von xy121 ,

danke!

Antwort
von NoHumanBeing, 90

Eine Spule erzeugt auch dann ein Magnetfeld, wenn sie von Gleichstrom durchflossen wird. Dann kannst Du sie beispielsweise als Elektromagneten benutzen.

Allerdings tritt nur bei Wechselstrom (genauer gesagt bei Stromänderungen) Selbstinduktion innerhalb der Spule auf.

Kommentar von xy121 ,

bei Gleichstrom wird doch kurzzeitig auch ein Selbstinduktion erzeugt. Z.b. beim An- und Ausschalten des Stromes?!

Kommentar von NoHumanBeing ,

Ja, ich war hier etwas "schlampig". Gleichstrom und Wechselstrom bezieht sich ja eigentlich nur auf die Polarität des Stroms. Selbstinduktion tritt immer auf, wenn die Ableitung der Stromstärke nicht null ist.

Du kannst aber jeden beliebigen Signalverlauf in einen Gleichanteil und eine Reihe von sinusförmigen Oberwellen zerlegen (per Fouriertransformation). Damit wird auch Dein "Ein- und Ausschalten" zu einem "Wechselstrom".

Wenn Du z. B. an eine Spule eine halbe Sekunde lang eine Spannung (*) von 1 V anlegst und anschließend eine halbe Sekunde eine Spannung von 0 V und dann wieder von vorne beginnst, dann hast Du effektiv einen Gleichspannungsanteil von 0.5 V, überlagert mit Wechselspannungsanteilen mit den Frequenzen 1 Hz, 3 Hz, 5 Hz, 7 Hz, 9 Hz, 11 Hz, 13 Hz, ... ad infinitum. Die Amplitude wird hierbei richtung höherer Frequenzen geringer und zwar immer genau proportional zu 1 / n für die n-te Oberschwingung. (Siehe Fourier-Reihe.) Diese Wechselspannungsanteile sorgen effektiv für die Selbstinduktion.

(*) Ich spreche nun von Spannung und nicht von Strom, weil Du den Strom durch eine Spule nicht "sprunghaft" ändern kannst. Die Spule "wehrt sich dagegen". ;-)

Antwort
von Peter42, 67

eine Spule ist im Prinzip nix anderes als ein langer Draht (=Widerstand), der aus Platzgründen aufgewickelt wird. An Gleichspannung gelegt, bildet sich auch ein Magnetfeld aus, im Wesentlichen ist allerdings nur der Draht und damit sein Widerstand wirksam.

Das ändert sich bei Wechselspannung: das laufende Umpolen der Stromrichtung bremst, der Widerstand steigt an - und zwar besonders bei stärkeren Magnetfeldern. Diese sind bei einem aufgewickelten Draht (= Spule) stärker ausgeprägt als bei einem abgerollten Draht, daher ist der Widerstand einer Spule bei Wechselspannung höher als nur bei einem simplen Draht.

Ein Trafo wird mit Wechselspannung betrieben - mit Gleichspannung wirkt er nur als Widerstand, und hierfür gibt's wesentlich billigere (und kleinere) Lösungen.

Antwort
von Mikkey, 74

Ein Gleichstrom ruft ein Magnetfeld hervor, ein Wechselstrom ein wechselndes Magnetfeld.

Ein Transformator funktioniert dadurch, dass das Wechselnde Magnetfeld in der Sekundärspule wieder einen Wechselstrom induziert. Legt man eine Gleichspannung an, gibt es nur im Moment des Einschaltens oder Ausschaltens einen Spannungsimpuls an der Sekundärspule.

Antwort
von dompfeifer, 42

Jede von Gleichstrom durchflossene Spule erzeugt ein Magnetfeld. Bei Wechselstrom erzeugt sie ein Wechselfeld. Damit lassen sich Transformatoren betreiben.

Antwort
von Jonas6776, 30

Fließt Strom in einem Leiter entsteht ein Magnetfeld. Dabei spielt es keine Rolle ob der Strom jetzt Gleichstrom oder Wechselstrom ist. Bei Wechselstrom ändert sich einfach nur die Polarität des Magnetfelds. 

Ein Transformator funktioniert nur mit Wechselspannung, denn nur dann hast du ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld und damit eine zeitlich ändernde magnetische Flussdichte. Dadurch wird dann eine Spannung in der Sekundärwicklung induziert, die abhängig ist vom Wicklungsverhältnis N1/N2

Je höher die Frequenz, desto besser funktioniert das ganze und der Trafo kann deutlich kleiner ausfallen.

Antwort
von grisu2101, 46

Natürlich erzeugt eine Spule mit Wechselstrom ein Magnetfeld. Es wechselt aber im Takt des Stromes die Richtung. Nur so funktioniert auch ein Transformator, mit Gleichstrom gibt der nämlich nur beim Ein und Ausschalten einen Impuls und sonst gar nichts.

Antwort
von NBAJONAS, 39

Ja  so kann man einen Elektromagneten bauen

Antwort
von thomsue, 51

Ansonsten nur beim ein und ausschalten

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